传感器的信号调理
传感器的信号调理
信号调理(signal conditioning): 对信号进行操作，将其转换成适合后续测控单元接口 的信号。 重要性： 实现传感器的灵敏度、线性度、 输出阻抗、失调、漂 移、时延等性能参数的关键环节。 ■所涉及的信号： 模拟信号、数字信号。相应电路有模拟电路和数字电 路，以模拟电路居多。 常用电路： 包括电桥电路、放大电路、信号变换电路（如电压/电 流转换、交流/直流变换、电压/频率变换、 阻抗变换、 调制解调等)、电气隔离电路、线性化电路、 滤波电 路等电路以及激励传感器的驱动电路，常称为传感器 电路
◼ 信号调理(signal conditioning)： 对信号进行操作，将其转换成适合后续测控单元接口 的信号。 ◼ 重要性： 实现传感器的灵敏度、线性度、输出阻抗、失调、漂 移、时延等性能参数的关键环节。 ◼ 所涉及的信号： 模拟信号、数字信号。相应电路有模拟电路和数字电 路，以模拟电路居多。 ◼ 常用电路： 包括电桥电路、放大电路、信号变换电路（如电压/电 流转换、交流/直流变换、电压/频率变换、阻抗变换、 调制解调等）、电气隔离电路、线性化电路、滤波电 路等电路以及激励传感器的驱动电路，常称为传感器 电路
对于数字测量系统，除了使传感器输出信号（包括电压、 动态范围、信号源内阻、带宽等参数指标)适合于转换 为离散数据流外，信号调理的作用还在于满足模拟传感 器与数字DAQS之间的接口要求：(1)信号隔离，(2)信号 的预处理，(3)去除无用信号
◼ 对于数字测量系统，除了使传感器输出信号（包括电压、 动态范围、信号源内阻、带宽等参数指标）适合于转换 为离散数据流外，信号调理的作用还在于满足模拟传感 器与数字DAQS之间的接口要求：(1)信号隔离，(2)信号 的预处理，(3)去除无用信号
1.信号调理电路的设计原则 1.1 保证传感器的性能指标 传感器电路应具有准确度（精度）高、反应快、可调 性、可靠性和经济性强等特点。 (1)准确度（精度） 具有足够的精度是传感器准确测量被测对象状态或参 数的重要基础。为满足精度要求，电路应具备下列性能： ①低噪声与高抗干扰能力：对前置放大有要求 ②低漂移、高稳定性 ③有合适的通频带：不失真 ④线性好 ⑤有合适的输入与输出阻抗：电路的输入阻抗与前级的输出阻相匹配 (2)响应速度 实时动态检测要求传感器电路有良好的频率特性、较 高的响应速度
1.信号调理电路的设计原则 1.1 保证传感器的性能指标 传感器电路应具有准确度 (精度) 高、反应快、可调 性、可靠性和经济性强等特点。 (1) 准确度(精度) 具有足够的精度是传感器准确测量被测对象状态或参 数的重要基础。为满足精度要求，电路应具备下列性能： ①低噪声与高抗干扰能力：对前置放大有要求 ②低漂移、高稳定性 ③有合适的通频带：不失真 ④线性好 ⑤有合适的输入与输出阻抗：电路的输入阻抗与前级的输出阻相匹配 (2)响应速度 实时动态检测要求传感器电路有良好的频率特性、较 高的响应速度
(3)可调整性 能以同一电路适应不同的同类传感器，即要求电路 的量程或增益可调，且可调范围大、操作方便。同时 希望电路有简单的数据处理功能。 (4)可靠性 传感器电路的可靠性必须满足使用要求。电路可靠 性的基础是元器件的可靠性。元器件可靠性相同的情 况下，电路元器件越多可靠性越低，因此，简化电路结 构是提高可靠性的有效办法。 (5)经济性 在满足性能要求的前提下，尽可能地简化电路，合 理设计电路和选用元器件，以获得好的性价比。 另外，实现低功耗是一个重要的考虑因素
(3)可调整性 能以同一电路适应不同的同类传感器，即要求电路 的量程或增益可调，且可调范围大、操作方便。同时 希望电路有简单的数据处理功能。 (4)可靠性 传感器电路的可靠性必须满足使用要求。电路可靠 性的基础是元器件的可靠性。元器件可靠性相同的情 况下，电路元器件越多可靠性越低，因此，简化电路结 构是提高可靠性的有效办法。 (5)经济性 在满足性能要求的前提下，尽可能地简化电路，合 理设计电路和选用元器件，以获得好的性价比。 另外，实现低功耗是一个重要的考虑因素